Erdbeben von Chile – Ein komplizierter Bruch

Das extrem starke Erdbeben von Chile am 27. Februar des Jahres war ein komplizierter Bruchvorgang, fanden Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ heraus. Beben einer solchen Stärke durchbrechen faktisch die gesamte Erdkruste.

Bei einer genaueren Untersuchung der von diesem Erdbeben abgestrahlten seismischen Wellen während der ersten 134 Sekunden nach Bruchbeginn kamen die Forscher zu dem Schluss, dass in der ersten Minute nur die Region um das eigentliche Epizentrum aktiv war. In der zweiten Minute bewegte sich die aktive Zone Richtung Norden bis Santiago. Danach wurde die Region südlich Concepción für kurze Zeit aktiv. Dieser Bruchverlauf stimmt gut mit der Verteilung der Nachbeben in den folgenden drei Tagen überein, wie sie vom GEOFON-Messnetz des GFZ bis zum 03.03.2010 beobachtet wurden.

Das mit einer Magnitude von M = 9,5 stärkste bisher gemessene Erdbeben überhaupt nahm 1960 bei Valdivia, südlich der jetzt betroffenen Region seinen Ausgangspunkt. „Das Beben vom 27. Februar schließt direkt an den Bruchprozess von Valdivia an,“ erklärt Professor Jochen Zschau, Leiter der Sektion „Erdbebenrisiko und Frühwarnung“ am GFZ.

„Damit könnte eine der letzten beiden seismischen Lücken an der Westküste Südamerikas jetzt geschlossen sein. Mit Ausnahme eines letzten Abschnitts, der sich im Norden Chiles befindet, ist innerhalb der letzten 150 Jahre die gesamte Erdkruste vor der Westküste Südamerikas durchgebrochen.“

Der zugrunde liegende plattentektonische Vorgang ist, dass sich die Nazca-Platte als Teil des pazifischen Ozeanbodens mit etwa siebzig Millimetern pro Jahr nach Osten bewegt, mit Südamerika kollidiert und sich dabei unter den Kontinent schiebt. Die dadurch entstehenden Erdbeben gehören zu den weltweit stärksten. Im Laufe etwa eines Jahrhunderts bricht dabei von Patagonien im Süden bis nach Panama im Norden die Erdkruste in einer Reihe von Starkbeben vollständig durch. Schon Darwin berichtete in seinem Tagebuch von dem starken Beben in Concepción vom 20. Februar 1835 und dem Tsunami, der dabei entstand.

Um die Nachbebenaktivität in der jetzt gebrochenen seismischen Lücke zu untersuchen, reisen am 13. März 2010 Wissenschaftler des GFZ nach Chile und bauen gemeinsam mit dem chilenischen seismologischen Dienst ein seismologisch-geodätisches Netzwerk im Raum Concepción – Santiago auf. An dieser Messkampagne sind auch Partner aus Deutschland (IFM Geomar, Kiel; Freie Universität Berlin) und dem Ausland (Institut de Physique du Globe, Paris; Universität Liverpool; United States Geological Survey; IRIS) beteiligt. Der Einsatz wird etwa drei Monate dauern. Die Ergebnisse, so wird erwartet, können Einblick in die Mechanismen des Bruchs der Erdkruste geben. Finanziert wird diese Aktivität deutscherseits vom GFZ.

Wissenschaftler des GFZ untersuchen seit 1994 den Zusammenstoß von Nazca-Platte und Kontinent Südamerika. Das Potsdamer Helmholtz-Zentrum verfügt nach zahlreichen Expeditionen und Messkampagnen in diesem Gebiet über den wohl dichtesten Datensatz von einer solche Subduktionszone. „Im DFG-Sonderforschungsbereich 'Deformationsprozesse in den Anden' und mit dem Geotechnologien-Projekt TIPTEQ haben wir gerade für den südlichen Teil der Anden einen einmaligen Datensatz gesammelt,“ sagt Professor Onno Oncken, Direktor des Departments Geodynamik und Geomaterialien am GFZ, der diese Studien leitet. „Das versetzt uns nach dem jetzigen Beben in die Lage, die Tektonik vorher und nachher präzise zu vergleichen, eine international und in der Wissenschaft einzigartige Situation.“

Derzeit betreibt das GFZ ein so genanntes Plattengrenzen-Observatorium (Plate Boundary Observatory PBO) im Norden Chiles, der verbleibenden letzten seismischen Lücke in Chile. Dieses Observatorium wird vom Vorstandsvorsitzenden des GFZ, Professor Reinhard Hüttl, im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem Erdbebendienst von Chile in einer feierlichen Veranstaltung am 15. März den chilenischen Kollegen übergeben.

Das integrierte Feldexperiment wird von der neuen Berlin-Brandenburgischen Forschungsplattform Geo.X, die am 03. März 2010 ihre Arbeit aufgenommen hat, begleitet.